不粘煤和瘦煤捣固炼焦的试验研究

赵俊娥,胡娟娟

(山西西山煤气化公司)

·试验研究·

不粘煤和瘦煤捣固炼焦的试验研究

赵俊娥,胡娟娟

(山西西山煤气化公司)

对不粘煤和瘦煤混合煤的捣固炼焦进行了试验研究，结果表明，对混合煤料进行捣固处理，可以增大煤料的最大胶质层厚度和堆密度，降低煤料的最终收缩度；对于不粘煤配加量不超过10%的混合煤料，捣固炼焦后，可以生产出合格的冶金焦。

不粘煤和瘦煤； 胶质层；捣固炼焦;试验

1 试验用煤

为保证焦炭质量、焦炉炉墙安全和实现顺利推焦，试验尽可能多配加不粘煤和瘦煤。试验选用煤种的理化成分和相关指标见表1。为保证煤样具有代表性，根据生产实际情况，在正常生产工艺过程中，随机抽取用于传统炼焦的单种煤作为煤样，按不同配比混合后，测得的各项指标见表2。

表1 试验用煤的理化成分及相关指标

表2 不同配比混合煤样的性能指标

2 试验方法

1) 试验原理。试验模拟常规顶装料工艺焦炉，将煤放入煤杯中，并将杯底单侧加热，此时在煤杯内的煤样中形成了一系列等温层面，这些层面的温度由上而下依次递增。温度相当于软化点层面以下的煤形成胶质体，温度相当于固化点层面以下的煤则形成半焦。依据上述原理，对煤杯中配煤的Y值和X值进行测定，便可得到相应的试验数据。在本次试验条件下，常规与捣固炼焦配煤两者之间的主要区别是装入煤杯中的煤样质量不同：模拟常规顶装料时，装入煤杯中的煤样质量为(100±0.5)g；模拟捣固炼焦时，装入煤杯中煤样的质量为(140±0.5)g。除此之外，其他试验条件均相同。试验采用带平衡砣的复式胶质层测定仪直接测定最大胶质层厚度(Y)、最终收缩度(X)和体积曲线。

2) 试验步骤。用对辊破碎机将试样破碎至全部通过1.5 mm的圆孔筛，且严防氧化。将杯底放入煤杯中，并使杯底上放置热电偶铁管的凹槽中心点与压力盘上放热电偶的孔中心对准。称取(100±0.5)g试样煤(在模拟捣固炼焦时称取(140±0.5) g，用四分法分为4份，分4次装入煤杯中)。每次装入25 g后(模拟捣固炼焦时每次装入35 g)，用金属针将试样煤摊平。将煤杯按要求安放在复式胶质层测定仪上，并按要求调整好其它装置和部件。以上步骤完成后便可通电加热，加热时需要注意以下事项：在复式胶质层测定仪上同时测定的两煤杯温度应尽量保持一致。在最初30 min,以7～8℃/min的速度将温度升高到250℃；当温度在250～350℃时，升温速度降至3℃/min；温度在350～600℃时，升温速度要小于5℃/min。温度为250℃时，开始记录体积曲线；温度为520～630℃时，测胶质层最大厚度Y；温度为730℃时，测定最终收缩度X。同一试样平行测定结果的允许差为：Y≤20 mm时，允许差为1 mm；Y>20 mm时，允许差为2 mm；最终收缩度X值的允许差为3 mm。

3 试验结果及分析

本次试验研究工作分两部分进行：

1) 测定不同比例的配煤在常态及捣固状态下的Y、X、堆密度。

2) 对配煤进行工业生产试验，并按国标评价所得焦炭的冶金质量。捣固试验测得的Y、X、堆密度以及工业生产试验所得的M40和M10见表3。

3.1混合煤料相关性能的测试结果与分析

本试验对捣固后的煤料性能进行了试验测定，以确定各配合煤料的成焦性能，对样煤捣固前后堆密度、Y值和X值和变化情况进行测定，试验结果分别见图1、图2、图3。对照表2和表3中的相关数据，对试验结果分析如下。

表3 捣固试验煤料的各项指标及焦炭强度指标

1) 煤样捣固前后堆密度发生了明显的变化。捣固前煤样平均堆密度为0.791，捣固后平均为1.005，增幅为27%。

图1 捣固前后堆密度的变化示意图

图2 捣固前后Y值的变化示意图

图3 捣固前后X值的变化示意图

2) 煤料经捣固后可以明显提高胶质层厚度。捣固前煤料Y的平均值为8.67，捣固后为11.17，增幅为29%。由于采用捣固工艺，煤料的堆密度增大，煤粒间的间隙变小，填充间隙所需的胶质体液相产物的数量也相对减少，结果造成Y值的相对增大。

3) 煤料经捣固后最终收缩度明显降低。捣固前X的平均值为33.33，捣固后为7.67，降幅为77%。一般瘦煤的收缩能力较差，所以配加瘦煤后有可能出现对焦炉炉墙的挤压损害及难推焦问题。

3.2捣固炼焦的工业试验结果及分析

在对试验数据收集分析的基础上，分批进行了试验煤料捣固配煤生产试验，为保证整个试验的可比性，工艺参数统一设定为：

结焦时间：12 h

标准温度：机侧1 200 ℃，焦侧1 220 ℃

单孔操作时间：≤10 min

煤饼高度：2.15～2.20 m

捣饼要求：分3批放煤，高度依次为1 m、0.7 m、0.5 m；

根据捣固炼焦煤饼收缩小的特点，为防止在捣炼焦时推焦过程中出现难推现象，将捣固煤箱由230 mm缩小至220 mm。

由表3知，本次试验所得焦炭全部达到国家标准要求。其中，2号样由于配加了10%的不粘煤，故焦炭强度指标M40和M10较1号样均有变劣的趋势；3号样配加了15%贫煤，由于不粘煤具有不结焦、不粘结的性能，故该煤样所产焦炭的强度指标M40和M10进一步变劣，并在焦炭中出现了不粘煤；4、5号样焦炭指标中M40达标，但M10指标稍差；6号样与3号样类似，但因配入肥煤量大较大，故焦炭强度指标M40稍好于3号样。从表3中试验结果还可看出：配加适量的瘦煤用于捣固炼焦对焦炭强度有改善作用；不粘煤配加量超过10%，便会在焦炭中形成不粘结层，影响焦炭质量；不粘煤、瘦煤经适当配合混合后用于捣固炼焦生产，所以焦炭质量符合国家标准。

4 结 论

1) 混合煤料进行捣固处理后，可增大煤料的最大胶质层厚度和堆密度，降低煤料的最终收缩度。混合煤料可用于捣固炼焦，所产焦炭质量符合国家标准。2) 采用不粘煤和瘦煤捣固炼焦技术时，不粘煤配加量不宜超过10%。

[1] 刘开明.优化配煤生产优质焦炭[J].燃料与化工，2006,37(5)：8-10.

[2] 张建平.以无烟煤为主在捣固焦炉中生产冶金焦[J].燃料与化工，2006,37(6)：9-12.

ResearchonNonstickCoalandLeanCoalTampingCoking

ZhaoJun-e,HuJuan-juan

For non-stick hybrid of coal and coal coking coal carrying out a test, the results show that the conduct of mixed coal feeding tamping processing, you can increase the maximum number of coal material plastic layer thickness and bulk density, reduce coal material shrinkage of final degree; for non-caking coals with volume not exceeding 10% of the mixed feeding coal, coking to produce qualified metallurgical coke.

Non-stick plastic layer of coal and lean coal; Geiatinous layer; Tamping coking；Test

赵俊娥 女 1965年出生 1988年毕业于山西大学 高级工程师 古交 030200

TD84

B

1672-0652(2010)08-0050-03

2010-06-11